蓝牙 5.1 SoC 旨在缩小设计尺寸和成本

低功耗蓝牙在物联网革命中发挥了关键作用，特别是对于电池寿命至关重要的设备中的短距离无线通信。健身追踪器和智能手表的出现进一步推动了蓝牙市场。

一个蓝牙设备（图 1 ) 由主机和控制器组成。蓝牙堆栈和当前应用程序在主机上执行，而基带操作在控制器上执行，该控制器支持经典蓝牙 (BR/EDR) 或低功耗 (BLE)。两者都通过主机控制器接口 (HCI) 进行通信。

图1：蓝牙单模和双模架构框图。

BLE 是用于从版本 4 开始的特殊扩展的名称。4.1 和 4.2 版本提供了一些小的改进，但在版本 5 中主要更新以高数据速率和低功耗到来。

蓝牙 5 于 2016 年下半年发布，宣称传输速度为 2 MB/s，覆盖范围为 240 米，并降低了能耗。但这些发展仍不足以跟上下一代无线连接的步伐。

因此，同一个特别兴趣小组 (SIG) 蓝牙在 2018 年底左右宣布了新蓝牙 5.1 的规范。最重要的创新是蓝牙 5.1 还可以用作定位器，精度为几米.蓝牙 5.1 规范提供了两种不同的方法来识别设备在空间内的位置：到达角 (AoA) 和离开角 (AoD)。

今天，大多数可穿戴设备都支持低功耗蓝牙。该技术被认为是一种耗能极少的低成本解决方案。在某些情况下，该产品可由小电池供电数月甚至数年。 Dialog Semiconductor 推出了其定义为最小且最节能的蓝牙 5.1 SoC，DA14531 .随附的新模块还简化了蓝牙产品的开发，并为物联网应用提供了更广泛的采用可能性。

SmartBond TINY 芯片基于 32 位 ARM Cortex M0+ 内核，具有集成存储器和一整套模拟和数字外设。它的实施旨在通过在保持高性能的同时减小系统的整体尺寸来解决物联网设备设计成本增加的问题。 Dialog 设计的 SoC 旨在将添加 BLE 功能的成本降低至 0.50 美元（大批量）。

小尺寸使 SoC 适用于任何空间受限的设计，例如电子触控笔、货架标签、信标或用于资产跟踪的有源 RFID 标签。 SoC 还可用于需要配置的应用，例如相机、打印机和无线路由器。

DA14531 还将无线连接扩展到互联医疗领域的应用。示例包括吸入器、药物分配器、秤、温度计和血糖仪。 （图 2 ).

图 2：DA14531 的框图。

据 Dialog 称，SmartBond Tiny 采用小至 2.0 x 1.7 毫米的封装，尺寸约为其前辈的一半。 SoC 只需要六个外部组件、一个时钟源和一个电源即可创建一个完整的低功耗蓝牙系统（图 3 ）。这使开发人员可以使芯片适应几乎所有射频资源监控设计。

“外部元件非常有限，因此需要两个电容器。 Dialog Semiconductor 的低功耗蓝牙美洲产品营销经理 Adrie Van Meijeren 表示，在某些条件下可以跳过功率电感器。

图。 3：碱性电池供电系统图——升压配置。

即使使用小型电池，该模块也能确保长寿命和耐用性，并允许客户在产品开发中利用新架构，而不必对其平台进行认证，从而节省时间、开发工作和成本。 DA14531 的内置 DC/DC 转换器支持 1.1 V 至 3.3 V 的宽工作电压。

“关于电池和 DC/DC 转换器，除了纽扣电池等 3V 电池之外，我们还可以使用任何类型的 1.4V/1.5V 电池。并且因为我们在板上集成了升压转换器，所以可以节省成本。 DC/DC 的效率在一定程度上取决于电感器的质量，但您可以获得 85% 左右的效率，”Van Meijeren 说。

“DC/DC 特性很重要，尤其是对于一次性电池。这些一次性电池的容量通常非常小，例如 15 毫安时。如果 DC/DC 转换器正在启动，电感器和电容器就会产生一个峰值电流，我们确实有一个限流器，您可以将其设置在 6 mA 到 96 mA 之间，这使我们可以使用任何电池启动，无论条件，”他补充道。

凭借低功耗蓝牙的低功耗，应用程序可以在一块小电池上工作四五年。这对于只需要定期交换少量数据的应用程序至关重要。

Dialog 还提供 DA14531 SmartBond TINY 开发套件 ，它集成了 DA14531 蓝牙低功耗 SoC。得益于两个 mikroBUS 头接口和一个 Arduino 接口，该系统提供了扩展的功能（图 4 ).

图。 4：DA14531 SmartBond TINY 开发套件 Pro。

目前，全球约有 82 亿台设备使用蓝牙，从智能手机到笔记本电脑，蓝牙是我们日常技术生活中的主要参与者。思科预测，到 2020 年，将有超过 500 亿台智能设备投入使用，其中蓝牙 SIG 支持多达三分之一的设备。

市场上有数十亿支持 BLE 的智能设备，此协议的应用程序列表是无限的。对于BLE的选择，需要考虑一系列属性：外形、电气规格、所需的功能、软件开发工具和技术支持。